JPWO2018216123A1 - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自車両（１００）の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置（１０）に関する。外界状態検出部（８０）が、追従制御の対象である第１他車両（１２１）、及び、第１他車両（１２１）と自車両（１００）の間に割り込む走行挙動を示す第２他車両（１２２）を検出した場合、減速度制限部（８６）は、第２他車両（１２２）に対する自車両（１００）の相対速度（ΔＶ）が、正値である速度閾値（Ｔｈ）を超えるか否かに応じて異なる制限を行う。

Description

本発明は、自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置に関する。

従来から、自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置が知られている。例えば、先行する複数の他車両との関係を考慮しつつ、自車両を円滑に走行させるための運転支援技術又は自動運転技術が種々開発されている。

特開２００２−２６４６８８号公報（段落［００１１］）では、先行車両に対する車間距離が所定距離以下に減少した場合、現在の車間距離を新たな目標車間距離として自動的に設定し、追従制御をそのまま継続する車両制御装置が提案されている。これにより、他車両による連続した割り込み及び自車両の不必要な減速動作を回避できる旨の記載がある。

例えば、追従対象車両と自車両の間に別の他車両（以下、割り込み車両ともいう）が割り込もうとする場合、割り込み車両が自車両よりも高速で走行していれば、自車両は、特段の減速動作を行うことなく割り込みに対処することができる。或いは、割り込み車両が自車両よりも低速で走行する場合であっても車間距離が十分に確保できていれば、自車両は、特段の減速動作を行わなくても済む。

ところが、特開２００２−２６４６８８号公報で提案される装置では、割り込み車両の走行挙動にかかわらず、より短い目標車間距離の再設定をトリガとして一時的な減速制御を実行することで、自車両は、状況によっては不必要な減速動作を行う場合がある。このように、上記した装置には、運転の利便性の観点で、改良の余地が十分に残されている。

本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、割り込み車両の走行挙動に適した追従制御を実行可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、自車両の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う装置であって、前記自車両の外界状態を検出する外界状態検出部と、前記外界状態検出部により前記自車両の前方に検出された他車両に対する追従制御を実行可能な走行制御部と、前記走行制御部による前記追従制御の実行中に前記自車両の減速度を制限する減速度制限部と、を備え、前記外界状態検出部が、前記追従制御の対象である第１他車両、及び、前記第１他車両と前記自車両の間に割り込む走行挙動を示す第２他車両を検出した場合、前記減速度制限部は、前記第２他車両に対する前記自車両の相対速度が、正値である速度閾値を超えるか否かに応じて異なる制限を行う。

このように、第２他車両が、第１他車両と自車両の間に割り込む走行挙動を示す場合、第２他車両に対する自車両の相対速度が、正値である速度閾値を超えるか否かに応じて異なる制限を行うので、第２他車両に対する車間距離が徐々に短くなる状況において、第２他車両（つまり、割り込み車両）の走行挙動に適した追従制御を実行することができる。

また、前記減速度制限部は、前記相対速度が前記速度閾値を超えない場合、少なくとも、前記第２他車両に対する前記自車両の接触余裕時間を用いて前記減速度の上限値を決定し、前記相対速度が前記速度閾値を超える場合、少なくとも、前記第２他車両と前記自車両の間の車間距離を用いて前記減速度の上限値を決定してもよい。

また、前記減速度制限部は、前記相対速度が前記速度閾値を超えない場合、前記接触余裕時間が短いほど相対的に大きい前記上限値を、前記接触余裕時間が長いほど相対的に小さい前記上限値を決定してもよい。これにより、第２他車両との接触を回避する必要が生じた場合に大きな減速動作を許容する一方、第２他車両と接触するまでの時間的余裕がある場合に不必要に急激な減速動作を抑制することができる。

前記減速度制限部は、前記相対速度が前記速度閾値を超えず、かつ、前記接触余裕時間が時間閾値を超える場合、予見時間が経過した時点にて前記相対速度が所定の負値になる減速度の設計値を前記上限値として決定してもよい。第２他車両に対する車間距離の変化が比較的小さく、かつ、接触余裕時間が比較的長い状況において、第２他車両の速度に合わせた円滑な減速制御を行うことができる。

また、前記減速度制限部は、前記相対速度がゼロ値又は負値である場合、前記減速度の上限値をゼロ値にしてもよい。これにより、第２他車両に対する車間距離が徐々に長くなる状況において、自車両を減速させない追従制御を行うことができる。

本発明に係る車両制御装置によれば、割り込み車両の走行挙動に適した追従制御を実行することができる。

本発明の一実施形態における車両制御装置の構成を示すブロック図である。 図１の車両制御装置における主要な特徴部を示す機能ブロック図である。 図２に示す目標速度生成部の詳細ブロック図である。 図２に示す減速度制限部の詳細ブロック図である。 自車両と２台の他車両の間の位置関係を示す図である。 減速度の制限特性の一例を示す図である。 範囲における上限値の決定方法を示す図である。 図８Ａは、範囲Ｒａ（図６）の割り込み状況における自車両の走行挙動を示す図である。図８Ｂは、範囲Ｒｄ（図６）の割り込み状況における自車両の走行挙動を示す図である。

以下、本発明に係る車両制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［車両制御装置１０の構成］
＜全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態における車両制御装置１０の構成を示すブロック図である。車両制御装置１０は、車両（図５の自車両１００）に組み込まれており、かつ、自動又は手動により車両の走行制御を行う。この「自動運転」は、車両の走行制御をすべて自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」（或いは、運転支援）を含む概念である。

車両制御装置１０は、基本的には、入力系装置群と、制御システム１２と、出力系装置群とから構成される。入力系装置群及び出力系装置群をなす各々の装置は、制御システム１２に通信線を介して接続されている。

入力系装置群は、外界センサ１４と、通信装置１６と、ナビゲーション装置１８と、車両センサ２０と、自動運転スイッチ２２と、操作デバイス２４に接続された操作検出センサ２６と、を備える。出力系装置群は、車輪を駆動する駆動力装置２８と、当該車輪を操舵する操舵装置３０と、当該車輪を制動する制動装置３２と、を備える。

＜入力系装置群の具体的構成＞
外界センサ１４は、車両の外界状態を示す情報（以下、外界情報）を取得する複数のカメラ３３と複数のレーダ３４を備え、取得した外界情報を制御システム１２に出力する。外界センサ１４は、さらに、複数のＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging；光検出と測距／Laser Imaging Detection and Ranging；レーザ画像検出と測距）を備えてもよい。

通信装置１６は、路側機、他車両、及びサーバを含む外部装置と通信可能に構成されており、例えば、交通機器に関わる情報、他車両に関わる情報、プローブ情報又は最新の地図情報を送受信する。なお、地図情報は、ナビゲーション装置１８に記憶されると共に、地図情報として記憶装置４０の地図情報記憶部４２にも記憶される。

ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置を検出可能な衛星測位装置と、ユーザインタフェース（例えば、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイク）を含んで構成される。ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置又はユーザによる指定位置に基づいて、指定した目的地までの経路を算出し、制御システム１２に出力する。ナビゲーション装置１８により算出された経路は、経路情報として記憶装置４０の経路情報記憶部４４に記憶される。

車両センサ２０は、車両の速度（車速）を検出する速度センサ、いわゆる縦加速度を検出する縦加速度センサ、いわゆる横加速度を検出する横加速度センサ、垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサ、向き・方位を検出する方位センサ、勾配を検出する勾配センサを含み、各センサからの検出信号を制御システム１２に出力する。これらの検出信号は、自車状態情報Ｉｖｈとして記憶装置４０の自車状態情報記憶部４６に記憶される。

操作デバイス２４は、アクセルペダル、ステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー、及び方向指示レバーを含んで構成される。操作デバイス２４には、ドライバによる操作の有無や操作量、操作位置を検出する操作検出センサ２６が取り付けられている。

操作検出センサ２６は、検出結果としてアクセル踏込量（アクセル開度）、ハンドル操作量（操舵量）、ブレーキ踏込量、シフト位置、右左折方向等を走行制御部６０に出力する。

自動運転スイッチ２２は、ハードスイッチ又はソフトスイッチからなり、ユーザのマニュアル操作により、「自動運転モード」と「手動運転モード」を含む複数の運転モードを切り替え可能に構成される。

自動運転モードは、ドライバが、操作デバイス２４（具体的には、アクセルペダル、ステアリングホイール及びブレーキペダル）の操作を行わない状態で、車両が制御システム１２による制御下に走行する運転モードである。換言すれば、自動運転モードは、制御システム１２が、逐次決定される行動計画（短期的には、後述する短期軌道Ｓｔ）に基づいて、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２の一部又は全部を制御する運転モードである。

なお、ドライバが、自動運転モード中に操作デバイス２４の操作を開始した場合には、自動運転モードは自動的に解除されると共に、運転の自動化レベルが相対的に低い運転モード（手動運転モードを含む）に切り替わる。

＜出力系装置群の具体的構成＞
駆動力装置２８は、駆動力制御用ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジン・駆動モータを含む駆動源から構成される。駆動力装置２８は、走行制御部６０から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って車両が走行するための走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介し、或いは直接的に車輪に伝達する。

操舵装置３０は、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）用ＥＣＵと、ＥＰＳ装置とから構成される。操舵装置３０は、走行制御部６０から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って車輪（操舵輪）の向きを変更する。

制動装置３２は、例えば、油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキであり、制動力制御用ＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとから構成される。制動装置３２は、走行制御部６０から入力される車両制御値Ｃｖｈに従って車輪を制動する。

＜制御システム１２の構成＞
制御システム１２の機能実現部は、１つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）が、非一過性の記憶媒体（例えば、記憶装置４０）に記憶されているプログラムを実行することにより機能が実現されるソフトウェア機能部である。これに代わって、機能実現部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路からなるハードウェア機能部であってもよい。

制御システム１２は、記憶装置４０及び走行制御部６０の他、外界認識部５２と、認識結果受信部５３と、局所環境マップ生成部５４と、統括制御部７０と、長期軌道生成部７１と、中期軌道生成部７２と、短期軌道生成部７３と、を含んで構成される。ここで、統括制御部７０は、認識結果受信部５３、局所環境マップ生成部５４、長期軌道生成部７１、中期軌道生成部７２、及び短期軌道生成部７３のタスク同期を制御することで、各部の統括制御を行う。

外界認識部５２は、走行制御部６０からの自車状態情報Ｉｖｈを参照した上で、入力系装置群により入力された各種情報（例えば、外界センサ１４からの外界情報）を用いて、レーンマーク・停止線・信号機等の標示物を認識した後、標示物の位置情報又は車両の走行可能領域を含む「静的」な外界認識情報を生成する。また、外界認識部５２は、入力された各種情報を用いて、駐停車車両等の障害物、人・他車両等の交通参加者、又は信号機の灯色を含む「動的」な外界認識情報を生成する。

なお、静的及び動的な外界認識情報はそれぞれ、外界認識情報Ｉｐｒとして記憶装置４０の外界認識情報記憶部４５に記憶される。

認識結果受信部５３は、演算指令Ａａに応答して、所定の演算周期Ｔｏｃ内に受信した外界認識情報Ｉｐｒを更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０に出力する。ここで、演算周期Ｔｏｃは、制御システム１２の内部での基準の演算周期であり、例えば、数１０ｍｓ程度の値に設定されている。

局所環境マップ生成部５４は、統括制御部７０からの演算指令Ａｂに応答して、自車状態情報Ｉｖｈ及び外界認識情報Ｉｐｒを参照し、演算周期Ｔｏｃ内に局所環境マップ情報Ｉｅｍを生成して、更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０に出力する。すなわち、制御の開始時には、局所環境マップ情報Ｉｅｍが生成されるまでに、演算周期２×Ｔｏｃを要する。

局所環境マップ情報Ｉｅｍは、車両の走行環境をマップ化した情報であり、概略的には、外界認識情報Ｉｐｒに対して自車状態情報Ｉｖｈ及び理想走行経路を合成してなる。局所環境マップ情報Ｉｅｍは、記憶装置４０の局所環境マップ情報記憶部４７に記憶される。

長期軌道生成部７１は、統括制御部７０からの演算指令Ａｃに応答して、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（外界認識情報Ｉｐｒのうち静的な成分のみ利用）、自車状態情報Ｉｖｈ、及び地図情報記憶部４２に記憶されている道路地図（カーブの曲率等）を参照して、相対的に最も長い演算周期（例えば、９×Ｔｏｃ）で長期軌道Ｌｔを生成する。そして、長期軌道生成部７１は、生成した長期軌道Ｌｔを更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０に出力する。なお、長期軌道Ｌｔは、軌道情報Ｉｒとして、記憶装置４０の軌道情報記憶部４８に記憶される。

中期軌道生成部７２は、統括制御部７０からの演算指令Ａｄに応答して、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（外界認識情報Ｉｐｒのうち、動的な成分及び静的な成分の両方を利用）、自車状態情報Ｉｖｈ、及び長期軌道Ｌｔを参照して、相対的に中位の演算周期（例えば、３×Ｔｏｃ）で中期軌道Ｍｔを生成する。そして、中期軌道生成部７２は、生成した中期軌道Ｍｔを更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０に出力する。なお、中期軌道Ｍｔは、長期軌道Ｌｔと同様に、軌道情報Ｉｒとして、記憶装置４０の軌道情報記憶部４８に記憶される。

短期軌道生成部７３は、統括制御部７０からの演算指令Ａｅに応答して、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（外界認識情報Ｉｐｒのうち、動的な成分及び静的な成分の両方を利用）、自車状態情報Ｉｖｈ、及び中期軌道Ｍｔを参照し、相対的に最も短い演算周期（例えば、Ｔｏｃ）で短期軌道Ｓｔを生成する。そして、短期軌道生成部７３は、生成した短期軌道Ｓｔを更新カウンタのカウント値と共に、統括制御部７０及び走行制御部６０に同時に出力する。なお、短期軌道Ｓｔは、長期軌道Ｌｔ及び中期軌道Ｍｔと同様に、軌道情報Ｉｒとして、軌道情報記憶部４８に記憶される。

なお、長期軌道Ｌｔは、例えば１０秒間程度の走行時間における軌道を示し、乗り心地・快適性を優先した軌道である。また、短期軌道Ｓｔは、例えば１秒間程度の走行時間における軌道を示し、車両ダイナミクスの実現及び安全性の高さを優先した軌道である。中期軌道Ｍｔは、例えば５秒間程度の走行時間における軌道を示し、長期軌道Ｌｔ及び短期軌道Ｓｔに対する中間的な軌道である。

短期軌道Ｓｔは、短周期Ｔｓ（＝Ｔｏｃ）毎の車両の走行軌道（つまり、目標挙動の時系列）を示すデータセットに相当する。短期軌道Ｓｔは、例えば、縦方向（Ｘ軸）の位置ｘ、横方向（Ｙ軸）の位置ｙ、姿勢角θｚ（ヨー角）、速度Ｖ、加速度Ｇ、曲率ρ、ヨーレートγ、操舵角δｓｔをデータ単位とする軌道プロット（ｘ，ｙ，θｚ，Ｖ，Ｇ，ρ、γ、δｓｔ）である。また、長期軌道Ｌｔ又は中期軌道Ｍｔは、周期がそれぞれ異なるものの、短期軌道Ｓｔと同様に定義されたデータセットである。

走行制御部６０は、短期軌道Ｓｔから特定される走行挙動（目標挙動の時系列）に従って、車両を走行制御するための各々の車両制御値Ｃｖｈを決定する。そして、走行制御部６０は、得られた各々の車両制御値Ｃｖｈを、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２に出力する。つまり、走行制御部６０は、短期軌道Ｓｔの各値に対応する１種類以上の走行制御を実行可能に構成される。

走行制御の種類には、例えば追従制御、具体的にはＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）制御が含まれる。この「ＡＣＣ制御」とは、車間距離を略一定（つまり、目標車間距離）に保ちながら、先行する他車両に対して追従するように車両を走行させる走行制御である。

＜主要な特徴部＞
図２は、図１の車両制御装置１０における主要な特徴部を示す機能ブロック図である。車両制御装置１０は、局所環境マップ生成部５４（図１）の他、外界状態検出部８０と、情報取得部８２と、目標速度生成部８４と、減速度制限部８６と、加減速制御部８８と、を備える。

外界状態検出部８０は、図１に示す外界センサ１４に相当する。情報取得部８２、目標速度生成部８４及び減速度制限部８６は、図１に示す短期軌道生成部７３に相当する。加減速制御部８８は、図１に示す走行制御部６０に相当する。

外界状態検出部８０（具体的には、図１のカメラ３３又はレーダ３４）は、自車両１００（図５）の外界状態を検出する。例えば、カメラ３３を用いることで、自車両１００が走行中の道路１０２（図５）を含む撮像画像が得られる。

情報取得部８２は、外界状態検出部８０による検出結果を含む局所環境マップ情報Ｉｅｍから、短期軌道Ｓｔの生成に供される各種情報を取得する。この情報には、例えば、上記した自車状態情報Ｉｖｈの他、レーンマーク（図５のレーンマーク１０８、１１０）の形状を特定可能なレーンマーク情報、他車両（図５の第１他車両１２１、第２他車両１２２）の位置及び動きを特定可能な他車両情報が含まれる。

目標速度生成部８４は、情報取得部８２により取得された各種情報を用いて、目標速度の時系列パターンを示す短期軌道Ｓｔを生成する。減速度制限部８６は、情報取得部８２により取得された各種情報を用いて制限速度の時系列パターン（以下、制限速度パターン）を設定し、目標速度生成部８４に向けて出力する。つまり、減速度制限部８６は、短期軌道Ｓｔの生成に制限速度を反映させることで、自車両１００の減速度を制限する。

加減速制御部８８は、自車両１００に対して、目標速度生成部８４により生成された目標速度に合わせる加速制御又は減速制御を行う。具体的には、加減速制御部８８は、短期軌道Ｓｔが示す速度パターン（車両制御値Ｃｖｈ）を駆動力装置２８又は制動装置３２に出力する。

＜目標速度生成部８４の詳細ブロック図＞
図３は、図２に示す目標速度生成部８４の詳細ブロック図である。目標速度生成部８４は、パターン生成部９１と、軌道候補生成部９２と、軌道評価部９３と、出力軌道生成部９４と、を備える。

パターン生成部９１は、自車状態情報Ｉｖｈ及び局所環境マップ情報Ｉｅｍを用いて、短期軌道Ｓｔの生成に供される２種類のパターンに関するバリエーション群を生成する。具体的には、パターン生成部９１は、［１］速度Ｖの時系列を示す速度パターン（縦パターン）と、［２］操舵角δｓｔの時系列を示す操舵角パターン（横パターン）、に関するバリエーション群をそれぞれ生成する。

軌道候補生成部９２は、パターン生成部９１により生成されたパターンのバリエーション群を用いて、短期軌道Ｓｔの候補（以下、単に「軌道候補」という）を生成する。具体的には、軌道候補生成部９２は、速度パターン及び操舵角パターンを組み合わせることで、２次元位置（ｘ，ｙ）の時系列情報をそれぞれ含む、多数の軌道候補を生成する。なお、直近に生成された短期軌道Ｓｔ（以下、前回出力軌道）が存在する場合、その軌道との整合性を図るための拘束条件を設けてもよい。

軌道評価部９３は、軌道候補生成部９２により生成された多数の軌道候補に対してそれぞれ、所定の評価基準に従った評価処理を行う。評価基準として、局所環境マップ情報Ｉｅｍ（レーンマーク及び他車両の検出結果を含む）又は上位階層軌道（中期軌道Ｍｔ）が参照される。なお、軌道評価部９３は、減速度制限部８６（図２）による制限速度パターンを参照し、自車両１００が制限速度以下で走行するように評価基準を変更することができる。

評価手法としては、例えば、軌道プロット（ｘ，ｙ，θｚ，Ｖ，Ｇ，ρ、γ、δｓｔ）を構成する１つ以上の変数と目標値（参照値）の偏差を求め、この偏差を得点化し、重み付け演算により総合得点を算出する手法が挙げられる。例えば、特定のパラメータに対応する重み係数を相対的に大きくすることで、特定のパラメータを重視した評価結果が得られる。

＜減速度制限部８６の詳細ブロック図＞
図４は、図２に示す減速度制限部８６の詳細ブロック図である。減速度制限部８６は、理想追従速度算出部９６と、ミニマムセレクタ９８と、を備える。

理想追従速度算出部９６は、自車状態情報Ｉｖｈの他、第１他車両１２１に関する車両情報（以下、第１車両情報）を用いて、第１他車両１２１に追従するための理想的な速度パターン（以下、理想追従速度という）を算出する。この車両情報には、速度（絶対速度）、自車両１００との車間距離、又はＴＴＣ（接触余裕時間；Time-To-Contact／衝突余裕時間；Time-To-Collision）が含まれる。

なお、第１他車両１２１の他に、第２他車両１２２が同時に検出されている場合、理想追従速度算出部９６は、第２他車両１２２に関する車両情報（以下、第２車両情報）をさらに用いて、第１他車両１２１又は第２他車両１２２に対する理想追従速度を算出する。

ミニマムセレクタ９８は、理想追従速度算出部９６により算出された理想追従速度と、３種類の制限速度候補Ａ、Ｂ、Ｃのうち最小となる速度を選択し、制限速度パターンとして出力する。制限速度候補Ａは、法規等に基づく速度の上限値（いわゆる法定速度）である。制限速度候補Ｂは、レーン曲率に基づいて算出される、安定した走行挙動を保つための速度の上限値である。制限速度候補Ｃは、信号機の標示状態及び停止線に基づいて算出される、所定の停止位置にて停車可能な速度の上限値である。

［車両制御装置１０の動作］
本実施形態における車両制御装置１０は、以上のように構成される。続いて、車両制御装置１０の動作について、図５〜図８Ｂを参照しながら説明する。

図５は、自車両１００と２台の他車両の間の位置関係を示す図である。自車両１００は、概ね直線状であって片側３車線の道路１０２上を走行している。道路１０２上には、レーン１０４、１０５、１０６を区画するための破線状のレーンマーク１０８、１１０が標示されている。

本図から理解されるように、２台の他車両は、自車両１００に対して先行しながら同じ道路１０２上を走行している。自車両１００と同一のレーン１０５（走行レーン）を走行する他車両を「第１他車両１２１」という。自車両１００とは異なるレーン１０６を走行する他車両を「第２他車両１２２」という。ここで、走行制御部６０は、自車両１００に先行する第１他車両１２１に対して追従制御を実行中であることを想定する。

＜ＳＴＥＰ１．検出ステップ＞
第１に、外界状態検出部８０は、自車両１００の周辺にある静止物としてレーンマーク１０８、１１０を、自車両１００の周辺にある移動物として第１他車両１２１及び第２他車両１２２をそれぞれ検出する。

図５に示す例では、自車両１００の速度ＶをＶ＝Ｖ０とし、第１他車両１２１の速度をＶ１とし、第２他車両１２２の速度をＶ２とする。自車両１００を基準とする場合、第１他車両１２１に対する車間距離はＤｉｓ１であり、第２他車両１２２に対する車間距離はＤｉｓ２（＜Ｄｉｓ１）である。自車両１００を基準とする場合、第１他車両１２１に対する接触余裕時間はＴｔｃ１であり、第２他車両１２２に対する接触余裕時間はＴｔｃ２である。

実線矢印で示すように、自車両１００及び第１他車両１２１はいずれも、レーン１０５を直進しようとする一方、第２他車両１２２は、走行中であるレーン１０６から隣接するレーン１０５に車線変更しようとする。つまり、第２他車両１２２は、自車両１００の追従走行中に、第１他車両１２１と自車両１００の間に割り込む走行挙動を示している。

なお、この「割り込み」の走行挙動は、第２他車両１２２の移動方向のみならず、例えば、レーンマーク１１０との位置関係（具体的には、第２他車両１２２がレーンマーク１１０を跨いだか否か）によっても検出可能である。

＜ＳＴＥＰ２．制限ステップ＞
第２に、減速度制限部８６は、図５に示す第１他車両１２１及び第２他車両１２２が検出された場合、第２他車両１２２に対する自車両１００の相対速度ΔＶに応じて自車両１００の減速度を制限する。なお、相対速度ΔＶ＝Ｖ０−Ｖ２の値は、自車両１００の方が相対的に速い場合は正であり、第２他車両１２２の方が相対的に速い場合は負である。

図６は、減速度の制限特性の一例を示す図である。グラフの横軸は相対速度ΔＶ（単位：ｋｍ／ｈ）を示すと共に、グラフの縦軸は減速度の上限値（単位：ｍ／ｓ２）を示す。以下、減速度を「符号なし」の絶対値で定義し、減速度の値が大きいほど、単位時間当たりの速度の変化量（減少量）が大きくなる。

本図から理解されるように、減速度の上限値は、［１］ΔＶ≦０、［２］０＜ΔＶ≦Ｔｈ、［３］ΔＶ＞Ｔｈ、のそれぞれの範囲に応じて異なる値をとる。ここで、Ｔｈは、正の速度閾値（例えば、Ｔｈ＝１０［ｋｍ／ｈ］）である。後述するように、ΔＶ≦０は減速度の制限緩和が「ない」範囲に相当し、ΔＶ＞０は減速度の制限緩和が「ある」範囲に相当する。

［１］ΔＶ≦０の関係を満たす場合、つまり、「Ｖ０＝Ｖ２」又は「Ｖ０＜Ｖ２」の大小関係を満たす場合、上限値はゼロ値（ゼロ又はその近傍値）に設定されるため、実質的に減速されなくなる。

このように、減速度制限部８６は、相対速度ΔＶがゼロ値又は負値である場合に減速度の上限値をゼロ値にする。これにより、第２他車両１２２に対する車間距離Ｄｉｓ２が徐々に長くなる状況において、自車両１００を減速させない追従制御を行うことができる。

［２］０＜ΔＶ≦Ｔｈの関係を満たす場合、つまり、「Ｖ２＜Ｖ０≦Ｖ２＋Ｔｈ」の大小関係を満たす場合、減速度の上限値は、接触余裕時間Ｔｔｃ２を用いて決定される。ここで、接触余裕時間Ｔｔｃ２が所定の時間閾値よりも大きい範囲Ｒａでは、上限値は、相対速度ΔＶに対して線形的に増加する特性を有する。一方、接触余裕時間Ｔｔｃ２が所定の時間閾値よりも小さい範囲Ｒｂでは、上限値は、範囲Ｒａの場合と比べて大きい指定値（Ｇｌｉｍｂ；通常時の減速度リミット）をとる。

このように、減速度制限部８６は、相対速度ΔＶが速度閾値Ｔｈを超えない場合、少なくとも、第２他車両１２２に対する自車両１００の接触余裕時間Ｔｔｃ２を用いて減速度の上限値を決定してもよい。特に、減速度制限部８６は、接触余裕時間Ｔｔｃ２が短いほど相対的に大きい上限値を、接触余裕時間Ｔｔｃ２が長いほど相対的に小さい上限値を決定してもよい。これにより、第２他車両１２２との接触を回避する必要が生じた場合に大きな減速動作を許容する一方、第２他車両１２２と接触するまでの時間的余裕がある場合に不必要に急激な減速動作を抑制することができる。

［３］ΔＶ＞Ｔｈの関係を満たす場合、つまり、「Ｖ０＞Ｖ２＋Ｔｈ」の大小関係を満たす場合、減速度の上限値は、車間距離Ｄｉｓ２を用いて決定される。ここで、車間距離Ｄｉｓ２が所定の距離閾値よりも大きい範囲Ｒｃでは、上限値は、相対速度ΔＶに対して線形的に増加する特性を有する。一方、車間距離Ｄｉｓ２が所定の距離閾値よりも小さい範囲Ｒｄでは、上限値は、範囲Ｒｃの場合と比べて大きい指定値（Ｇｌｉｍｄ）をとる。なお、Ｇｌｉｍｄは、「緊急時の減速度リミット」に相当し、Ｇｌｉｍｄ＞Ｇｌｉｍｂの大小関係を満たす。

図７は、範囲Ｒａ、Ｒｃにおける上限値の決定方法を示す図である。本図は、自車両１００の目標速度パターンを示すグラフに相当する。グラフの横軸は時間ｔ（単位：ｓ）を示すと共に、グラフの縦軸は自車両１００の速度Ｖ（単位：ｋｍ／ｈ）を示す。この時間ｔは、外界状態検出部８０による検出時点（ｔ＝０）からの経過時間に相当する。

この目標速度パターンは、２つの点（０，Ｖ０）、（Ｔｐ，Ｖ２−δ）を結ぶ線分を示す。ここで、Ｖ０は自車両１００の現在速度であり、Ｖ２は第２他車両１２２の現在速度である。また、Ｔｐは予見時間（任意の正値）であり、δは余裕速度（例えば、５ｋｍ／ｈ）である。このパターンを実現する減速度は（ΔＶ＋δ）／Ｔｐであるため、この値が上限値として決定される。

このように、減速度制限部８６は、相対速度ΔＶが速度閾値Ｔｈを超えず、かつ、接触余裕時間Ｔｔｃ２が時間閾値を超える場合、予見時間Ｔｐが経過した時点（ｔ＝Ｔｐ）にて相対速度ΔＶが所定の負値（−δ）になる減速度の設計値を上限値として決定してもよい。第２他車両１２２に対する車間距離Ｄｉｓ２の変化が比較的小さく、かつ、接触余裕時間Ｔｔｃ２が比較的長い状況において、第２他車両１２２の速度Ｖ２に合わせた円滑な減速制御を行うことができる。

＜ＳＴＥＰ３．走行制御ステップ＞
第３に、走行制御部６０は、減速度制限部８６により減速度が制限された状態下に、自車両１００の走行制御を継続する。その結果、自車両１００は、相対速度ΔＶに応じて異なる走行挙動を示す。

図８Ａは、範囲Ｒａ（図６）の割り込み状況における自車両１００の走行挙動を示す図である。自車両１００は、図７の目標速度パターンに従って略一定の減速度にて減速しつつ、第２他車両１２２との車間距離を徐々に拡大していく。そして、第２他車両１２２による車線変更が完了した時点では、自車両１００の速度Ｖは、Ｖ＝Ｖ２−δに達している。

この車線変更が完了する前後において、走行制御部６０は、追従制御の対象（ターゲット）を第１他車両１２１から第２他車両１２２に変更し、第２他車両１２２に対する追従制御を開始する。これにより、自車両１００は、不必要に急激な減速動作を伴わずに、第２他車両１２２の速度Ｖ２に合わせた円滑な追従走行を継続することができる。

図８Ｂは、範囲Ｒｄ（図６）の割り込み状況における自車両１００の走行挙動を示す図である。自車両１００は、図６の制限特性に従ってＧｌｉｍｄを超えない程度の大きな減速度にて減速する。これにより、第２他車両１２２との接触を回避する必要が生じた場合に大きな減速動作を許容することができる。

そして、第２他車両１２２による車線変更が完了した時点では、第２他車両１２２との車間距離が十分に確保されると共に、自車両１００の速度Ｖは、Ｖ＝Ｖ３（＜Ｖ２）に達している。この車線変更が完了する前後において、走行制御部６０は、追従制御の対象（ターゲット）を第１他車両１２１から第２他車両１２２に変更し、第２他車両１２２に対する追従制御を開始する。これにより、自車両１００は、第２他車両１２２との接触可能性を未然に回避しつつも、円滑な追従走行を継続することができる。

［車両制御装置１０による効果］
以上のように、車両制御装置１０は、自車両１００の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う装置であって、［１］自車両１００の外界状態を検出する外界状態検出部８０と、［２］自車両１００の前方に検出された他車両に対する追従制御を実行可能な走行制御部６０と、［３］追従制御の実行中に自車両１００の減速度を制限する減速度制限部８６と、を備え、［４］外界状態検出部８０が、追従制御の対象である第１他車両１２１、及び、第１他車両１２１と自車両１００の間に割り込む走行挙動を示す第２他車両１２２を検出した場合、減速度制限部８６は、第２他車両１２２に対する自車両１００の相対速度ΔＶが、正値である速度閾値Ｔｈを超えるか否かに応じて異なる制限を行う。

また、車両制御装置１０を用いた車両制御方法は、［１］自車両１００の外界状態を検出する検出ステップと、［２］自車両１００の前方に検出された他車両に対する追従制御を実行する制御ステップと、［３］追従制御の実行中に自車両１００の減速度を制限する制限ステップと、を備え、［４］検出ステップにて、追従制御の対象である第１他車両１２１、及び、第１他車両１２１と自車両１００の間に割り込む走行挙動を示す第２他車両１２２を検出した場合、制限ステップでは、第２他車両１２２に対する自車両１００の相対速度ΔＶが、正値である速度閾値Ｔｈを超えるか否かに応じて異なる制限を行う。

このように、第２他車両１２２が、第１他車両１２１と自車両１００の間に割り込む走行挙動を示す場合、相対速度ΔＶが速度閾値Ｔｈを超えるか否かに応じて異なる制限を行うので、第２他車両１２２に対する車間距離Ｄｉｓ２が徐々に短くなる状況において、第２他車両１２２（つまり、割り込み車両）の走行挙動に適した追従制御を実行することができる。

［補足］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。或いは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

例えば、減速度の制限特性は図６に示す例に限られることなく、別の特性曲線を有してもよい。具体的には、速度閾値Ｔｈ、指定値Ｇｌｉｍｂ、Ｇｌｉｍｄ、余裕速度δ、又は予見時間Ｔｐは、任意の固定値であってもよいし、他の情報と対応付けられた可変値であってもよい。

Claims (5)

1. 自車両（１００）の走行制御を少なくとも部分的に自動で行う車両制御装置（１０）であって、
   前記自車両（１００）の外界状態を検出する外界状態検出部（８０）と、
   前記外界状態検出部（８０）により前記自車両（１００）の前方に検出された他車両に対する追従制御を実行可能な走行制御部（６０）と、
   前記走行制御部（６０）による前記追従制御の実行中に前記自車両（１００）の減速度を制限する減速度制限部（８６）と、
   を備え、
   前記外界状態検出部（８０）が、前記追従制御の対象である第１他車両（１２１）、及び、前記第１他車両（１２１）と前記自車両（１００）の間に割り込む走行挙動を示す第２他車両（１２２）を検出した場合、
   前記減速度制限部（８６）は、前記第２他車両（１２２）に対する前記自車両（１００）の相対速度（ΔＶ）が、正値である速度閾値（Ｔｈ）を超えるか否かに応じて異なる制限を行うことを特徴とする車両制御装置（１０）。
2. 請求項１に記載の車両制御装置（１０）において、
   前記減速度制限部（８６）は、
   前記相対速度（ΔＶ）が前記速度閾値（Ｔｈ）を超えない場合、少なくとも、前記第２他車両（１２２）に対する前記自車両（１００）の接触余裕時間を用いて前記減速度の上限値を決定し、
   前記相対速度（ΔＶ）が前記速度閾値（Ｔｈ）を超える場合、少なくとも、前記第２他車両（１２２）と前記自車両（１００）の間の車間距離を用いて前記減速度の上限値を決定する
   ことを特徴とする車両制御装置（１０）。
3. 請求項２に記載の車両制御装置（１０）において、
   前記減速度制限部（８６）は、前記相対速度（ΔＶ）が前記速度閾値（Ｔｈ）を超えない場合、前記接触余裕時間が短いほど相対的に大きい前記上限値を、前記接触余裕時間が長いほど相対的に小さい前記上限値を決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
4. 請求項３に記載の車両制御装置（１０）において、
   前記減速度制限部（８６）は、前記相対速度（ΔＶ）が前記速度閾値（Ｔｈ）を超えず、かつ、前記接触余裕時間が時間閾値を超える場合、予見時間（Ｔｐ）が経過した時点にて前記相対速度（ΔＶ）が所定の負値（−δ）になる減速度の設計値を前記上限値として決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両制御装置（１０）において、
   前記減速度制限部（８６）は、前記相対速度（ΔＶ）がゼロ値又は負値である場合、前記減速度の上限値をゼロ値に決定することを特徴とする車両制御装置（１０）。

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